KR930006960B1 - 엔진 배기장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

엔진 배기장치

제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 배기장치를 갖춘 엔진의 종단면도.

제2도는 배기밸브의 평면배치도.

제3도는 배기밸브의 작동상태를 나타낸 것으로서, (a)는 흡입, (b)는 폭발, (c)는 잔류가스가 배기되는 모습을 표시.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 배기밸브 4b : 배기공

5 : 보조배기밸브 6 : 헤드

8 : 복귀스프링

본 발명의 기관 내부에서 발생한 연소가스를 대기중으로 방출하는데 이용되는 배기장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 배기밸브가 흡입밸브에 근접한 곳에 위치하고 또한 복수의 보조배기밸브를 갖는 새로운 구조의 엔진 배기장치에 관한 것이다.

본 발명에 있어서의 배기밸브의 배기형태는, 실린더의 위쪽에서 그 영역내로 흡입밸브가 포함되도록 설치되고 배기밸브는 흡입밸브와 실린더에 대하여 한쪽 옆에 자리하는, 다시 말해서 실린더와 흡, 배기밸브가 동일선상에 놓이고 또한 실린더의 평면적내에 흡입밸브가 위치하는 형태의 이른바 F 헤드형 엔진에 있어서의 배기밸브와는 대립되는 개념을 갖는다.

엔진에 있어서, 배기밸브는 흡입밸브와 마찬가지로 크랭크축에 의해 연달아 회전하는 밸브캠의 구동에 따라 배기구를 여닫게 되고, 이같은 배기밸브의 작동은 밸브 캠에 의해 구속되어 강제될 뿐 연소가스의 압력과는 무관하다. 이와 같은 종래의 배기밸브 구조로서는 연소실내에서 발생한 연소가스의 완전배출을 기대할 수가 없었다. 이 때문에 이후에 실린더내로 흡입되는 신선한 혼합가스의 양이 상대적으로 감소되어 엔진 출력저하를 가져올 뿐만 아니라, 미처 배출되지 못하고 잔류하는 배기가스가 새로 도입되는 혼합가스에 섞여 불완전 연소를 유발하므로서 매연의 다량발생과 이로 인한 대기오염증대라는 좋지 않은 현상까지 나타나게 된다.

본 발명자는 이점에 관하여 깊은 관심을 두고 예의 검토한 결과, 밸브캠 구동에 의하여 강제로 작동하는 기존의 배기밸브상에 연소실내의 연소가스압력에 의해 배기통로는 개방시키는 보조배기밸브를 설치하므로서 잔류연소가스의 원활한 배출을 도모할 수 있다는 사실을 밝혀내고, 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.

즉, 본 발명은, 기존의 배기밸브에다가 이것과 개폐방향이 같은 보조배기밸브를 복수개 설치함과 동시에, 이들 보조배기밸브가 밸브캠에 구속받지 않고 압축코일 스프링에 의하여 언제나 닫힘방향으로 쏠려 있으면서 연소실의 내부 연소가스압력에 따라 배기밸브측 배기공을 열어 주도록 구성함으로서 배기밸브가 다하지 못한 잔여 배기가스배출을 완벽할 정도로 실행할 수가 있으며, 이에 따라 완전연소가 기대되어 엔진출력의 증대효과는 물론 매연감소효과도 함께 드높일 수가 있다.

이하, 본 발명을 더욱 쉽게 이해하도록 하기 위하여 하나의 실시예를 들어 설명한다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되는 것은 결코 아니다.

제1도에 있어서, 흡입밸브(2)는 실린더(1)와 함께 블록(3)상에 나란히 설치되어 있고, 배기밸브(4)는 헤드(6) 상에서 흡입밸브(2) 전부와 실린더(1)의 일부를 포함하는 넓이를 갖고 설치되어 있다. 그리고, 흡입밸브(2)와 배기밸브(4)는 독자적으로 갖춘 밸브캠(C₁), (C₂)에 의해 흡기 또는 배기작용을 하며, 복귀스프링(9), (10)의 반발력으로 흡기구 및 배기구를 폐쇄하게 된다.

상기 배기밸브(4)의 밸브판에는 스템(4a)을 중심으로 여러개의 배기공(4a)이 뚫려 있다. 이들 배기공(4a)은 아래로 갈수록 좁아지는 테이퍼공의 형상을 지니며, 보조배기밸브(5)에 대하여 밸브시트 구실도 한다.

보조배기밸브(5)는 상기 배기공(4a)과 동수로 헤드(6) 상에 설치되며, 그 밸브판의 형상도 배기공(4a)에 부합되도록 형성된다.

그리고, 헤드(6)의 상면으로 드러난 보조배기밸브(5)의 스탬(5a)에는 칼라(5b)가 형성되어 있고, 이 칼라(5b)와 그 위쪽에 헤드(6)상에서 뻗어나온 브래킷(6a) 사이에는 배기공에 대하여 폐쇄방향으로 작용하는 복귀스프링(8)이 장전되어 있다.

이와 같은 배기밸브에 있어서, 배기밸브(4)는 그 밸브캠(C₂)이 하사점에서 상사점을 향해 선회할 때 하강하여 블록(3)과 헤드()의 경계선상에 놓이고, 보조배기밸브(5)는 복귀스프링(8)의 도움으로 함께 하강하여 배기공(4b)을 폐쇄하게 된다. 이후 배기측 밸브캠(C₂)이 하사점을 향해 선회할 무렵부터는 그 밸브캠(C₂)의 압력이 낮아지는 동시에 복귀스프링(10)의 도움을 받아 다시 밸브자리(6) 위쪽으로 상승하는 반면에, 흡기측 밸브캠(C₁)은 상사점을 향해 선회하여 흡기밸브(2)를 상승시키므로서 흡기작용이 이뤄진다[제3도(a)].

흡기가 완료된 시점부터 폭발행정 종료시까지의 모습은, 제3도(b)에 나타난 바와 같고, 흡기밸브(2)와 배기밸브(4)는 다함께 그들의 밸브캠(C₁) (C₂)이 각각 하사점에 머물러 있게 되므로서 흡기구와 배기구는 동시에 폐쇄하게 된다.

배기행정으로 접어들면, 흡기구는 폐쇄된 상태로 지속되는 반면에, 배기밸브(4)는 그 밸브캠(C₂)이 상사점으로 접어들므로 하강을 개시하고, 이와 동시에 상승압력이 사라진 보조배기밸브(5)는 복귀스프링(8)의 압력에 의해 하강하려 하지만 복귀압력보다는 초기의 배기압력이 더 높기 때문에 함께 하강하지는 못한다. 이와 같이 배기밸브(4)와 보조배기밸브(5)의 상반된 움직임에 따라 배기공(4b)은 저절로 열리기 마련이다.

이렇게 열리는 배기공(4b)을 통하여 연소가스의 배출이 이뤄지며, 이러한 배출은 배기측 밸브캠(C₂)이 상하점에 머물고 또한 피스톤(11)이 상사점 위치에 머물러 그 윗쪽에 잔류하는 연소가스의 압력이 사라질때까지 계속된다. 잔류 연소가스가 미미하여 보조배기밸브(5)에 대한 압력수단으로서의 기능을 상실하면, 즉, 잔류 연소가스 압력이 복귀스프링(8)의 압력을 밑돌면, 보조배기밸브(5)가 하강하여 배기공(4b)을 막게 된다.

이쯤되고나면 피스톤(11) 상면쪽 연소실 공간은 거의 남김없을 정도여서 완벽한 배기가스의 배출이 이뤄지게 된다.

이상 설명한 바를 종합하면, 배기밸브를 흡입밸브 전부와 실린더의 일부를 수용하도록 설치하므로서 배기밸브가 하사점에 머물때 이들 영역내의 빈틈을 없애 배기가스의 잔류를 억제하는 동시에, 배출되는 연소가스의 압력에 상응하여 배기밸브측에 뚫린 배기공을 개폐하는 보조배기밸브를 구비함으로써 배기가스의 완벽하고 원활한 배출이 이뤄지고, 이에 따라 신선한 흡입가스의 순수성이 그대로 유지되어 완전연소를 기할 수 있고 또한 엔진출력의 제고와 함께 매연도 크게 줄일 수가 있다.

Claims (1)

1. 실린더(3)와 나란하게 설치된 흡이밸브(2)의 윗쪽에 자리하는 헤드(6)부분에 상기 흡입밸브(2)를 전부 포함하고 또한 그쪽 실린더(1)의 일부를 포함하는 크기의 배기밸브(4)를 설치하고, 이 배기밸브(4)의 밸브판상에는 복수개의 배기공(4b)을 형성하며, 상기 헤드(6)의 배기공(4b)의 수직중심선이 지나는 곳마다 복귀스프링(8)에 의해 늘 배기공을 폐쇄하는 자세로 쏠리는 보조배기밸브(5)를 헐겁게 피봇지지 되도록 설치하고, 이들 보조배기밸브(5)가 상기 배기밸브(4)에 의해 동시 상승하고 또한 연소가스의 압력에 의해 배기공(4b)을 개방하도록 구성한 것을 특징으로 하는 엔진 배기장치.

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